天然水体水质变化规律的数学描述，简称水质模式，是环境数学模式的一类。河流、河口、湖泊(水库)、地下水和海洋等天然水体虽有各自的水质模式，但是大同小异。水质模式主要用于预测、预报水体的污染趋向，研究水体污染特征以及水体环境的自然净化能力。水质模式有两种基本类型。一类是简单的一级衰变模式，用来描述在水环境中发生衰变的污染物的模式。例如生化需氧量(BOD)、氨氮、亚硝酸盐以及硫化物等在水体中的衰变模式。另一类是衰变和恢复相结合的水质模式，用来描述在水体中由于多种因素而引起的水质变化，例如溶解氧浓度在水体中平衡过程的数学模式。不论是哪一类水质模式，都是将所研究的某一特定水体当作一个化学反应体系（或称连续搅拌化学反应器）。在这个体系内，污染物的变化是遵守质量守恒定律的。